Neopixel LED-hart - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:17

Neopixels zijn van kleur veranderende, individueel adresseerbare (programmeerbare) LED-lampen. Ze zijn verkrijgbaar in verschillende vormen van Adafruit.com, maar ik ben vooral dol op de traditionele LED-stijl van 8 mm "door het gat". Ze zijn helder en mooi, en je kunt je eigen aangepaste ontwerpen maken, zoals geïllustreerd door het voorbeeld in de vorm van een hart dat hierin wordt gegeven. Arduino-software wordt meestal gebruikt om de LED's aan te sturen.

Zie mijn YouTube-video van de Neopixel LED Heart in lichtshow-actie. Een andere leuke manier om het hart te bekijken, is door het naar een raam te richten, zoals een glazen schuifdeur, om een afbeelding van een dubbel hart te zien (zoals afgebeeld).

Stap 1: Belangrijkste benodigdheden

1. Adafruit 8-mm Neopixel LED's (26 nodig)

2. Cricut 12x12-in StandardGrip zelfklevende snijmat (Walmart)

3. Sparkfun LilyTiny ATTINY85 Logic Chip (en programmeerbenodigdheden)

4. USB-kabel voor voeding (Walmart)

5. Gessner kleine plastic schaal voor Base (Walmart)

6. Radio Shack Round Proto Board (of ander klein proto board)

7. Gorilla Glue-montagetape doorzichtige vierkanten

8. 480 Ohm weerstand

+ Dremel en boor- en freesbits

+ Soldeerbenodigdheden

+ Basisprincipes van Arduino-programmering

+ Adafruit Neopixel-bibliotheek (bijv. STRANDTEST)

Opmerking: voor degenen die geen Arduino-programmeerervaring hebben, zou de LilyTiny-logica-chip in theorie al geprogrammeerd voor het hart kunnen worden geleverd, als dat nodig is. Ik gebruik gewoon de standaard STRANDTEST-app van Adafruit met een paar aanpassingen.

(Neopixel LED-foto's hierboven gekopieerd van Adafruit.com)

Stap 2: Ontwerp van de hartprintplaat

Bekijk allereerst de eerste foto van de eindmontage. Het belangrijkste is dat u er rekening mee houdt dat dit een lipje van ongeveer 1/2-inch breed is aan de onderkant van het hart, dat in de basis wordt gestoken.

Ik heb MicroSoft PowerPoint gebruikt om een afdrukbare Heart-sjabloon te ontwikkelen (hierboven). Er wordt ook een versie met een snijgids meegeleverd. Ik begon met een 26-lobbig geschulpt hartontwerp dat ik online vond, en paste de vorm enigszins aan voor een beter uiterlijk met 8 mm LED's. Merk op dat elke ronde LED vier kleinere gaten heeft die later zullen worden geboord.

Het hartdiagram wordt vervolgens afgedrukt op fotopapier dat vervolgens op het zelfklevende Cricut-bord wordt geplakt, zoals afgebeeld. Met een schaar wordt de hartvorm voorzichtig uitgesneden. Een Xacto-mes werd gebruikt om aan de slag te gaan met het gat in het midden van het hart, totdat er een schaar kon worden gebruikt.

Aan de achterkant van het Cricut-bord plaats ik vervolgens een laag blauwe maskeertape, om te voorkomen dat de plastic mat smelt tijdens latere soldeerstappen. Het resultaat is een hartsandwich gemaakt van Cricut-mat, ingeklemd tussen fotopapier en blauwe maskeertape.

Met behulp van een Dremel met een zeer dunne 1/32-inch boor, worden vier kleine gaatjes geboord voor elke LED die in het hart wordt gestoken.

Stap 3: LED's invoegen en solderen

Er wordt een bedradingsschema getoond. De LED's worden in serie in de geboorde gaten gestoken, waarbij de gegevensuitvoerdraad van elke LED naar voren buigt naar de gegevensinvoerpin van de volgende, de gegevensinvoerpin wordt naar achteren gebogen om de gegevensuitgangspin van de piror-LED aan te raken. De lange negatieve draad van elke LED is naar rechts gebogen om samen te komen met de negatieve stroomrail (die later zal worden geplaatst), terwijl de positieve LED-draden allemaal naar links zijn gebogen om de positieve rail te raken.

Normaal test ik elke LED vooraf met een knoopbatterij. Ze lichten lichtblauw op als ze worden aangedreven als een eenvoudige "throwie".

Nadat de 26 LED's zijn geplaatst, controleert u uw werk. De platte kant van alle LED's moet in dezelfde richting wijzen (behalve dat hoeken enigszins lastig kunnen zijn). Elke LED moet een tweede pos-draad naar links hebben, en een derde neg-draad naar rechts. Controleer of u voldoende afstand hebt tussen alle bedrading (geen kortsluiting).

De volgende stap is om alle verbindingen te solderen. Ik heb 24 gauge koperdraad gebruikt om de negatieve en positieve stroomrails te vormen om elke LED aan te sluiten. Aan de basis van het hart voor het inbrenglipje, voor structurele stijfheid, soldeer ik in twee koppennen - elk één voor positieve en negatieve rail. Zoals weergegeven, bevinden de twee koppennen zich op een afstand van 4 proto-bordgaten (0,4 inch zoals afgebeeld).

Stap 4: De hartwerking testen met een Arduino

Normaal gesproken is mijn eerste stap na het aansluiten van de bedrading het testen van de montage met een gewone Arduino. Zoals je kunt zien, zal het Hart zoals ontworpen nu rechtop staan in een klein broodplankje. Normaal gesproken ben ik altijd bezig met het aanpassen van de STRANDTEST-app, dus dit biedt de mogelijkheid om zowel het soldeerwerk als het nieuwe voorgestelde kleurenprogramma te testen. De LilyTiny-borden zijn enigszins uitdagend om te herprogrammeren, dus het helpt om alles te bewijzen op de standaard Arduino-opstelling voordat de software op het LilyTiny-bord wordt geladen.

Stap 5: De basis voorbereiden

In het uiteindelijke project zal de Heart-assemblage rechtop staan met de Walmart-plastic kom als basis.

Boor met een Dremel eerst een gat van 1/8-inch in het midden van de plastic kom. Schakel vervolgens over naar een 1/8-inch snijbit om de sleuf voor te bereiden. Bovendien is een gat van 1/8-inch (enigszins verbreed) nodig aan de zijkant van de kom om door het USB-netsnoer te gaan.

Probeer vervolgens een proefmontage van de Heart-assemblage in het ronde Radio Shack-protobord (of vervangend protobord).

Bevestig vervolgens Gorilla-lijmpads (op maat gesneden met een schaar) aan de buitenzijden van het proto-bord en plaats het proto-bord voorzichtig onder de gleuf in de plastic kom, met de proto-bordgaten uitgelijnd met de gleuf in de kom zodat het hart kan worden van bovenaf ingevoegd. De lijmpads houden het protobord stevig op de schaal. De verkoperde kant van het proto-bord moet naar beneden zijn gericht, zoals weergegeven (naar het open uiteinde van de kom gericht).

Steek het hart van bovenaf in de basis. De drie draden van het hart (Pos, Data, Neg) moeten vanaf de onderkant zichtbaar zijn en door de gaten van het protobord steken. Controleer op vlakheid van de vorm en soldeer vervolgens de drie draden op hun plaats. Hierdoor wordt het hart in de definitieve positie vergrendeld.

Stap 6: definitieve bedrading

Het stroombedradingsschema wordt getoond.

Een eenvoudige USB-kabel werd gekocht bij Walmart en gesneden met draadknippers om de rode (pos) en zwarte (neg) draden te krijgen. Deze zijn gesoldeerd aan de LilyTiny pos en neg terminals. Aan de LilyTiny-aansluitingen zijn ook rode (pos) en zwarte (neg) draden gesoldeerd die verbinding maken met en worden gesoldeerd aan de draden van het hart (die door het proto-bord steken).

De Data In (geel) van datapoort nr. 2 van de LilyTiny is een weerstand van 480 ohm die wordt aangesloten en gesoldeerd aan de Data In-kabel naar het hart.

De LilyTiny is voorgeprogrammeerd voor de Heart lichtshow. Houd er rekening mee dat de LilyTiny zodanig is aangesloten dat deze toegankelijk is en ter plaatse kan worden geherprogrammeerd, mocht een softwarecorrectie of verbetering van de lichtshow gewenst zijn. Mijn persoonlijke afspraak is om de LilyTiny-uitgangspositie nr. 2 te programmeren voor het gegevensinvoersignaal naar de Neopixels.

De LilyTiny is mijn favoriete CPU-bord voor kleine projecten, maar er zijn veel andere CPU-besturingskaarten mogelijk, zoals Adafruit Gemma en verschillende mini-Arduino-kaarten die op de markt verkrijgbaar zijn. Ik ben enkele jaren geleden gewoon begonnen met het LilyTiny-bord en dat is mijn huidige go-to. De LilyTiny is in feite een ATTINY-85-chip op een klein protobord.

Natuurlijk kunt u afwisselend batterijen gebruiken voor stroom. Ik gebruik meestal de LiPo-batterijen van Adafruit.com. In dat geval gebruik ik meestal een AAN/UIT-schakelaar aan de bovenkant van de basis. Voor een switch gebruik ik meestal de LilyPad Slide Switch van SparkFun.com.

(LilyTiny-foto hierboven genomen van SparkFun.com)

Stap 7: finishing touch

De achterkant van de printplaat is bedekt met dubbelklevende schuimtape en bijgesneden met een schaar en Xacto-mes tot de hartvorm. Normaal gesproken is dit misschien goed genoeg voor sommige vormen, maar voor het hart heb ik wat roze fotopapier aan de buitenkant aangebracht om het er beter uit te laten zien (omdat het moeilijk is om goed werk te doen met de schuimtape op zo'n ronde vorm).

Stap 8: Foto's maken van de operatie

De Neopixel LED's zijn ongelooflijk kleurrijk en helder. Zoals sommigen van jullie weten, is de uitdaging met deze LED's om via foto's de grote schoonheid vast te leggen die je oog werkelijk ziet. Ik heb mijn best gedaan voor deze Instructable.

Merk op dat de camera dingen ziet die je ogen niet zien, en vice versa. In de YouTube-video kun je enkele schijnbare trillingen / flikkeringen zien die je oog niet echt ziet. Ook de stop-actie van snelle sluitertijd tijdens de Theatre Chase-reeks legt individuele LED's vast die aan en uit zijn, terwijl je ogen alleen bewegende stippen zien. Sommige kleuren zijn iets anders met de camera, wat voor de ogen fel geel lijkt, is een beetje groenachtig geel in de video.

Zoals eerder vermeld, ontdekten we ook de schoonheid van dubbele reflecties van ramen, als het Hart bijvoorbeeld wordt gericht op een glazen schuifdeur.

Stap 9: Teachings of the Heart Project

Al een aantal jaren ben ik aan het bedenken hoe ik het beste een hartvorm kan maken van cirkels. Als je mijn Instructables kent, betekent dat meestal dat ik me afvraag hoeveel taartvormen ik moet kopen om een goed uitziend display te maken. Het antwoord lijkt uit de naaigemeenschap te komen dat een standaard geschulpt hart 26 lobben (cirkels) heeft.

Maar dit project heeft een veel groter potentieel dan alleen Hearts, omdat er veel meer vormen mogelijk zijn. Wanneer de vorm een cijfer is, noem ik het een "elektronische verjaardagskaars", die volledig moet worden geïmplementeerd in een toekomstige Instructable. Onze familie heeft Age 7 hierboven al goed gebruikt voor dit doel. Het volstaat te zeggen dat het totale project in wezen een op cirkels gebaseerd lettertypesysteem vereist dat is opgebouwd rond 8 mm LED-cirkels. We hebben binnenkort een verjaardag van 10 jaar, dat zal de vraag dwingen hoe we het beste met dubbele getallen kunnen omgaan.

Afgezien van vormen, presenteert deze Instructable een methode voor het rangschikken van 8 mm LED's in een op maat gemaakte strip met dubbelzijdig plakband aan de achterkant. De resulterende LED-strip kan aan een muur worden bevestigd, of zeg maar de binnenkant van een frame voor een oneindig spiegelproject, wat mijn volgende geplande toepassing is. Deze techniek zou mogelijk kunnen helpen om het gebruik van door-de-gat Neopixel-LED's uit te breiden, die momenteel enigszins onhandig zijn om te gebruiken omdat de korte afstand van de vier pinnen niet altijd goed past in standaard breadboard- en protoboards van 0,1 inch.

Ik heb het gevoel dat het project ook de schoonheid van deze 8 mm Neolixel LED's benadrukt, waarvan ik hoop dat ze op de markt verkrijgbaar blijven.

Als Arduino-programmering nieuw voor u is, laat de eenvoud van de LilyTiny-logica-chip in het Heart-stroombedradingsschema misschien duidelijker het basisidee zien van het gebruik van de Arduino-ontwikkelomgeving. De LilTiny- en LilyTwinkle-logica-chips van SparkFun.com zijn eigenlijk voorgeprogrammeerd, dus als u de voorgeladen logica wilt gebruiken, is er geen programmering vereist. In dit project moest ik de vooraf geladen software wissen en mijn eigen software toevoegen. Het vergt natuurlijk niet al te veel codeerervaring, omdat je over het algemeen een app gebruikt die iemand anders al voor je heeft ontwikkeld. Als je eenmaal het idee hebt, is het niet zo moeilijk om over te stappen naar die volgende stap.